Question

1．如圖是小明用滑輪組提升水中物體A的示意圖．物體A的體積為8000cm³．當(dāng)物體A完全在水面下被勻速提升的過程中，小明對繩子豎直向下的拉力為F₁，水平地面對小明的支持力為N₁．當(dāng)物體A全部露出水面且靜止時，小明對繩子豎直向下的拉力為F₂，水平地面對小明的支持力為N₂．已知動滑輪所受重力為120N，小明所受重力為600N，N₁：N₂=3：2．不計繩重、滑輪與軸的摩擦以及水的阻力．
求：
（1）物體A受到的浮力？
（2）物體A的重力？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)物體A完全在水面下根據(jù)阿基米德原理求出此時受到的浮力；
（2）對物體和人進(jìn)行受力分析，列出N₁和N₂的表達(dá)式，依據(jù)N₁：N₂=3：2求解．

解答 解：（1）當(dāng)物體A完全在水面下，V_排=V=8000cm³=8×10^-3m³，
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/cm³×10N/kg×8×10^-3m³=80N；
（2）對物體和人進(jìn)行受力分析，根據(jù)受力分析和動滑輪特點可得：
當(dāng)物體A完全在水面下時，
F₁=$\frac{1}{2}$（G_物+G_動-F_浮），N₁=G-F₁，
所以，N₁=G-$\frac{1}{2}$（G_物+G_動-F_浮）=600N-$\frac{1}{2}$（G_物+120N-80N）--------①
當(dāng)物體A全部露出水面且靜止時，
F₂=$\frac{1}{2}$（G_物+G_動），N₂=G-F₂，
所以，N₂=G-F₂=G-$\frac{1}{2}$（G_物+G_動）=600N-$\frac{1}{2}$（G_物+120N）--------②
把N₁和N₂的表達(dá)式代入N₁：N₂=3：2，可求得G_物=920N．
答：（1）物體A的體積為8×10^-3m³；
（2）物體A所受重力為920N．

點評 這是一道力學(xué)的綜合題，它包含了阿基米德原理、力的合成、滑輪組的知識等，對物體進(jìn)行受力分析是關(guān)鍵，得出人受到支持力的表達(dá)式是難點．